在建筑防排煙設計中，防煙樓梯間及其（合用）前室、避難層等部位均設置有一定耐火等級的緊急疏散門。這些門，無論平時常開還是常閉，在加壓送風系統開啟后均處于關閉狀態，以保證樓梯間、前室內空氣壓力高于其周圍空氣壓力，阻止著火層煙氣侵入疏散區域。而人員在逃生過程中總要打開疏散門，所需開門力過大就會導致開門困難甚至打不開門，十分危險。這就出現了緊急疏散門開啟的可靠性問題。在緊急疏散門尺寸一定的條件下，閉門器開啟力矩、門兩側空氣壓差將決定開門力的大小。

1 開門力和中國人群大推力

作用在緊急疏散門門軸上的開門力F需要克服兩個反方向的力，一個是加壓空間空氣壓力差作用于門扇上的力，另一個是閉門器的反扣力，根據力矩概念，建立開門力數學模型：

式中：F為開門力，N；M為閉門器開啟力矩，N·M；W為門的寬度，m；H為門的高度，m；ΔP為門兩側的壓差，Pa；d為把手到門閂的距離，一般情況下d取0.076m。

此數學模型假設開門力全部作用在拉手上。當開門力不超過人的大推力時，才能保證疏散人員能夠順利進入加壓空間。一個人的推門力，則取決于此人的力量、拉手位置、地板與鞋之間的摩擦、開門方式等因素。美國消防協會（National Fire Protection Association）制定的標準《防火規范》（NFPA Standard 1-Fire Code）14章對疏散通道中疏散門開啟力給出以下數值，“打開逃生設施任意門的力不應超過133 N”，這相當于13.6 N的力。兒童的手臂無法產生這樣大的推力，小女孩的小推力為46 N，老年婦女的小推力只有83 N。這一數值更適合工業門及商業門，對民用住宅建筑而言此值偏大。

目前，中國現行國家標準對人群大推門力還沒有明確規定。《實用供熱空調設計手冊》提出疏散時加壓空間疏散門推門力不大于10 kg，即98 N，這一限值的人群對象主要為婦女。DGJ08-88-2006《上海市建筑防排煙技術規程》采用110 N作為我國人群大推門力。《機械設計手冊》第六卷給出中國成年男女站姿手臂的推門力限值為113 N，此值源于人機工程試驗數據。考慮國內外人員體質差異、數據的普遍適用性，本文以113 N作為我國人群的大推力。

2 壓差和開啟力矩

正壓區域某一規格的緊急疏散門開門力取決于壓差和閉門器開啟力矩。門兩側的壓差就等于空氣流過門縫時的局部阻力。

式中：ζ為門縫局部阻力系數2.44，取決于流動路徑幾何形狀及流動湍流度等；ρ為空氣密度，取1.2kg/m3。

火災時，煙氣水平方向流速為0.3～0.8m/s，垂直方向擴散速度為3～4m/s，可根據式（2）計算出阻擋煙氣擴散的小壓差為25 Pa。從防煙角度而言，25Pa及以上的正壓都可以滿足防煙要求，且越高防煙效果越好。但人員逃生總是會打開門的，過高的壓差可能導致開門困難甚至打不開門。因此，從疏散角度而言，送風形成的壓差存在一個上限，此上限稱為大允許壓差。值得注意的是，大允許壓差并不是一個定值。開門力大小決定于門兩側壓差和疏散門閉門器開啟力矩兩個因素。在確定的人群大推力下，一個閉門器開啟力矩對應一個大允許壓差。閉門器開啟力矩越大，允許正壓值就越小（但不能小于25Pa）。閉門器開啟力矩越小，壓差就可以增大。

對于理論計算，只要確保壓差與開啟力矩（也稱自閉配件反扣力）耦合作用下的開門力不超過人群大推力即可。這意味著每一個設計方案都需要根據門的規格、區域正壓值和閉門器參數等逐一校驗開門力，極不現實。

可行的辦法是給出一定的壓差和閉門器允許開啟力矩范圍。范圍內，所有標準規格的疏散門均應滿足開門力限值要求。為了促使樓梯間內的加壓空氣向走道流動，發揮對著火層煙氣的排斥作用，要求樓梯間的空氣壓力大于前室的空氣壓力，前室的空氣壓力大于走道的空氣壓力。現行GB50016-2014《建筑設計防火規范》給出的設計壓差范圍為防煙樓梯間40～50Pa。前室或合用前室25～30Pa。

3 開門力驗算

根據式（1）驗算標準疏散門（不含超大規格疏散門）所需開門力。設計壓差隨防煙部位不同而不同，防煙樓梯間40～50Pa，前室或合用前室25～30Pa，驗算時壓差取上限50Pa。根據GB12955-2008《疏散門標準》標準疏散門共有27種規格，依據門扇質量和寬度可確定所配置閉門器的開啟力矩。驗算結果如表2所示。

當閉門器開啟力矩符合圖1建議范圍時，在允許壓差范圍內（25～50 Pa），所有標準疏散門開門力均不超限。閉門器開啟力矩的大小與安裝位置、門可開啟角度等因素有關，對比國內外閉門器標準，我國各型號閉門器效率（平均37）與歐美國家（平均56）相比較低，應進一步提高設備性能。因此，本文建議降低我國標準型號疏散門閉門器的開啟力矩允許范圍，由當前13～80 N·M調整為13～47 N·M。

此外，在滿足疏散要求的前提下，建議避免選用大尺寸疏散門。大尺寸疏散門受力面積大，開啟力矩相對較高。對于住宅建筑，考慮老弱婦幼單獨逃生的概率較高，應選用0.9 m寬度以下疏散門，將所需開門力控制在平均98 N，通過增加出口數量的方式達到疏散要求。對于公共建筑，GB50016-2014《建筑設計防火規范》規定“公共建筑內緊急疏散門和出口凈寬度不應小于0.9 m”，故須選用0.9 m及以上寬度單扇疏散門或1.2 m寬度及以上雙扇疏散門。這進一步凸顯降低閉門器開啟力矩的必要性，確保加壓送風區域緊急疏散門開啟的可靠性。

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